MIDI

¿Qué es el MIDI?

MIDI son las siglas de la Interfaz Digital de Instrumentos Musicales (Musical Instrument Digital Interface). Se trata de un protocolo de comunicación serie estándar que permite a los computadores, sintetizadores, secuenciadores, controladores y otros dispositivos musicales electrónicos comunicarse y compartir información para la generación de sonidos.

No es una forma de compresión de audio digital ni tampoco un lenguaje musical, ni describe directamente los sonidos musicales. En realidad, es un protocolo digital de comunicaciones, surgido del entendimiento entre fabricantes de equipos musicales electrónicos, que permitió que todos estos instrumentos se pudieran comunicar entre ellos y que, por extensión, se comunicaran con los ordenadores.

Estos instrumentos y componentes electrónicos se comunican también con el ordenador personal, pudiéndose mandar mensajes MIDI a desde el PC al instrumento y viceversa.

Controlador MIDI Akai Midimix

Al contrario de lo que se pueda pensar, cuando hablamos de MIDI y música electrónica, lo que se está transmitiendo no son notas musicales sino mensajes digitales, datos y eventos cuyo significado depende de la programación interna del dispositivo conectado.

En los apartados siguientes se detallará de forma completa esta serie de puntos importantes:

• Hardware (instrumentos, cables, conectores...) y software MIDI.

• Estructura de los mensajes MIDI, detallando acto seguido los mensajes de canal, mensajes de control de cambio, como por ejemplo, el mensaje de cambio de volumen, dentro de los últimos mencionados. MIDI.

• Por último se comentarán ciertos mensajes y características especiales del MIDI, (running status) así como lo que es una hoja de Implementación MIDI.

Un poco de historia

La música electrónica es bastante anterior al MIDI. En los años sesenta surgen los primeros sintetizadores comerciales. Eran instrumentos analógicos y monofónicos, es decir, sólo podían emitir una sola nota a la vez.

Por ese motivo, se pensó en conectarlos para permitir el control de distintos instrumentos desde el teclado de uno de ellos y conseguir, de este modo, más notas sonando

simultáneamente, así como sonidos más ricos. Las primeras comunicaciones entre estos aparatos fueron  analógicas, de forma que el voltaje de la señal era proporcional a la frecuencia deseada (y, por consiguiente, a la altura de la nota pulsada). Sin embargo, de esta forma se seguía sin poder disparar más de una nota (pues la suma de dos voltajes produciría una nota más aguda, no dos notas separadas); la solución estaba  en un  protocolo digital, y en 1981 surgió el primero, bautizado como USI (Universal Synthesizer Interface).

Lamentablemente, este protocolo no fue universal, y por ese motivo durante los dos años siguientes se creó una comisión de fabricantes japoneses y norteamericanos de instrumentos electrónicos para definir el protocolo estándar que iba a permitir la conexión entre estos aparatos, independientemente del fabricante.

Así surgió el MIDI, en el año 1983, y fue tal el éxito que obtuvo y el importante mercado que  se  generó  que, aunque las especificaciones técnicas hayan quedado obsoletas para las posibilidades tecnológicas de hoy, la normativa no ha cambiado en ningún punto, aunque sí que se han ido añadiendo detalles que no se contradicen con la especificación original.

Hardware

Muchos de los dispositivos MIDI son capaces de enviar y recibir información MIDI, pero dependiendo de si están recibiendo o enviando información, tendrán una función u otra. El que envía los mensajes de activación se denomina Maestro (‘master’) y el que responde a esa información Esclavo (‘slave’). En nuestro proyecto, el maestro será el controlador MIDI diseñado, que enviará los diferentes mensajes MIDI al PC a través de la interfaz MIDI-USB.

Los Dispositivos MIDI se pueden clasificar en tres grandes grupos:

• Controladores: generan los mensajes MIDI (activación o desactivación de una nota, variaciones de tono, etc). El controlador más conocido tiene forma de teclado de piano, aunque hoy en día tenemos una gran variedad de controladores e  instrumentos  con  capacidad  de  transmisión  vía  interfaz  MIDI:  guitarras, parches de percusión, clarinetes electrónicos, incluso gaitas MIDI, y más.

• Unidades generadoras de sonido: también conocidas como módulos de sonido, reciben los mensajes MIDI y los transforman en señales sonoras (recordemos que MIDI no transmite audio, sino paquetes de datos digitales).

• Éstos son los tres grandes tipos de aparatos MIDI. Aun así, podemos encontrar dispositivos que tengan dos o incluso las tres funciones anteriores. Por ejemplo, los órganos electrónicos disponen de un controlador (el propio teclado) y una unidad  generadora de sonido; algunos modelos también incluyen un secuenciador.

Cables y conectores

Un cable MIDI utiliza un conector del tipo DIN de 5 pines o contactos. La transmisión de  datos sólo usa uno de éstos, el número 5. Los números 1 y 3 se reservaron para añadir funciones en un futuro. Los restantes (2 y 4) se utilizan como blindaje y para transmitir una tensión de +5 voltios, para asegurarse que la electricidad fluya en la dirección deseada. La  finalidad del cable MIDI es la de permitir la transmisión de los datos entre dos dispositivos o instrumentos electrónicos.

Figura 1. Interfaz MIDI

En la actualidad, los fabricantes de equipos económicos de empresas tales como Yamaha, Casio, Korg y Roland han previsto la sustitución de los cables y conectores MIDI estándar, por los del tipo USB que son más fáciles de hallar en el comercio y que permiten una fácil conexión a las computadoras personales.

Conexiones

El sistema de funcionamiento MIDI es de tipo simplex, es decir, sólo puede transmitir señales en un sentido. La dirección que toman las señales es siempre desde un dispositivo 'maestro' hacia un dispositivo 'esclavo'. El primero genera la información y el segundo la recibe.

Para entender bien el sistema de conexión, debemos saber que en un dispositivo MIDI se pueden encontrar tres tipos de conectores distintos:

Figura 2. Tipos de conectores MIDI

• MIDI OUT: Conector del cual salen los mensajes generados por el dispositivo maestro.

• MIDI IN: Sirve para introducir mensajes al dispositivo esclavo.

• MIDI THRU: También es un conector de salida, pero en este caso se envía una copia exacta de los mensajes que entran por MIDI IN.

El formato más simple de conexión es el formado por un dispositivo maestro (por ejemplo, un controlador) y un esclavo (como un sintetizador). En este caso, el maestro dispondrá de un conector MIDI OUT, de donde saldrán los mensajes MIDI generados, el cual deberemos unir al conector MIDI IN en el esclavo.

MIDI admite la conexión de un solo maestro a varios dispositivos esclavos en cascada. Para esos casos se utilizará MIDI THRU, uniendo el maestro con una de las unidades del modo descrito anteriormente. En el conector MIDI THRU de esa unidad se obtiene una copia de los mensajes MIDI que se introducen a través de MIDI IN, por lo que ese MIDI THRU se conectará con MIDI IN de otra de las unidades. A esto se le llama Daisy Chain.

Supongamos que uno de los esclavos también incluye un controlador (como un sintetizador con teclado). Éste dispondrá de conector MIDI OUT. En ese caso, obtendremos los mensajes generados desde controlador en MIDI OUT, mientras que los mensajes correspondientes al controlador situado al  inicio de la cadena aparecerán en MIDI THRU.

Por último, si se dispone de un aparato secuenciador (capaz de almacenar y reproducir información MIDI recibida), se conectará entre el controlador y la primera unidad  generadora de sonido. En ese caso, el secuenciador dispondrá de conectores MIDI OUT y MIDI IN.

Aunque existe la posibilidad de la conexión en cascada de varios aparatos MIDI, es cierto que existe una limitación. Las características eléctricas de los conectores MIDI hacen la señal proclive a la degradación, por lo que son pocos los aparatos que se pueden conectar en cascada antes de notar pérdidas apreciables de información.

Los canales MIDI

El protocolo MIDI permite que los mensajes se envíen a través de dieciséis canales diferentes. Estos canales no corresponden a conexiones físicas separadas, ya que comparten un único cable, sino más bien a direcciones lógicas.

El concepto de canales MIDI es similar al de los canales de televisión. Muchas cadenas televisivas transmiten sus respectivos programas al mismo tiempo. Esto significa que una antena de televisión debe recibir todos estos canales a la vez. No obstante, puesto que todas las cadenas transmiten por un canal diferente, simplemente es necesario seleccionar el canal que desea verse.

El instrumento MIDI maestro puede decidir el canal que transmitirá, igual que si seleccionara la cadena de televisión que desea ser. Por su parte, el instrumento esclavo puede comportarse como el televisor y seleccionar el canal MIDI que desea “oír”.

Aunque se reciba información en todos los 16 canales MIDI, el esclavo sólo “oirá” el canal seleccionado, igual que el televisor. 

Sergi Jordà Puig